Gökbilimciler benzersiz şekilde şişirilmiş ve asimetrik bir dış gezegenin görüntüsünü yakaladılar

Arizona Üniversitesi astronomları da dahil olmak üzere uluslararası bir araştırmacı grubu, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanarak sıcak ve benzersiz şekilde şişmiş bir dış gezegenin atmosferini gözlemledi. Jüpiter büyüklüğünde ancak kütlesinin yalnızca onda biri olan dış gezegenin atmosferinde doğu-batı asimetrisi olduğu bulundu, bu da atmosferinin iki kenarı arasında önemli bir fark olduğu anlamına geliyor.

Bulgular şunlardır: yayınlandı dergide Doğa Astronomi.

“Bu, herhangi bir dış gezegenin doğu-batı asimetrisinin, yıldızından geçerken uzaydan ilk kez gözlemlendiği zamandır,” diyor baş çalışma yazarı ve U of A Steward Gözlemevi’nde lisansüstü öğrencisi olan Matthew Murphy. Geçiş, bir gezegenin yıldızının önünden geçmesidir; tıpkı Ay’ın güneş tutulması sırasında yaptığı gibi.

Murphy, “Uzaydan yapılan gözlemlerin yerden yapılan gözlemlere kıyasla birçok avantajı olduğunu düşünüyorum” dedi.

Bir dış gezegenin doğu-batı asimetrisi, gezegenin doğu ve batı yarım küreleri arasında gözlemlenen sıcaklık veya bulut özellikleri gibi atmosferik özelliklerdeki farklılıkları ifade eder. Bu asimetrinin var olup olmadığını belirlemek, dış gezegenlerin (güneş sistemimizin ötesinde var olan gezegenler) iklimini, atmosfer dinamiklerini ve hava desenlerini anlamak için çok önemlidir.

WASP-107b ötegezegeni yıldızına gelgitsel olarak kilitlenmiştir. Bu, ötegezegenin yörüngesinde olduğu yıldıza her zaman aynı yüzünü gösterdiği anlamına gelir. Gelgitsel olarak kilitlenmiş ötegezegenin bir yarımküresi yörüngesinde olduğu yıldıza sürekli bakarken, diğer yarımküre her zaman uzağa bakar ve bu da ötegezegenin kalıcı bir gündüz tarafı ve kalıcı bir gece tarafıyla sonuçlanır.

Murphy ve ekibi, James Webb Uzay Teleskobu ile transmisyon spektroskopisi tekniğini kullandı. Murphy, bunun gökbilimcilerin diğer gezegenlerin atmosferlerini neyin oluşturduğuna dair fikir edinmek için kullandıkları birincil araç olduğunu söyledi. Teleskop, gezegen ana yıldızının önünden geçerken bir dizi anlık görüntü aldı ve gezegenin atmosferi hakkında bilgi kodladı.

Araştırmacılar, yeni tekniklerden ve James Webb Uzay Teleskobu’nun benzersiz hassasiyetinden yararlanarak atmosferin doğu ve batı taraflarından gelen sinyalleri ayırabildiler ve ötegezegenin atmosferinde gerçekleşen belirli süreçlere daha odaklı bir bakış elde ettiler.

Murphy, “Bu anlık görüntüler bize, dış gezegenin atmosferindeki gazlar, bulutlar, atmosferin yapısı, kimyası ve farklı miktarlarda güneş ışığı aldığında her şeyin nasıl değiştiği hakkında çok şey anlatıyor.” dedi.

WASP-107b ötegezegeni, çok düşük bir yoğunluğa ve nispeten düşük bir yerçekimine sahip olması bakımından benzersizdir; bu da kütlesindeki diğer ötegezegenlere göre daha şişkin bir atmosfere sahip olmasıyla sonuçlanır.

Murphy, “Kendi güneş sistemimizde buna benzer bir şey yok. Bu, dış gezegen popülasyonu arasında bile benzersiz,” dedi.

WASP-107b’nin sıcaklığı yaklaşık 300 santigrat derecedir; bu sıcaklık, Güneş Sistemi’ndeki gezegenler ile bilinen en sıcak dış gezegenler arasındaki sıcaklıktır.

Murphy, “Geleneksel olarak, gözlem tekniklerimiz bu ara gezegenler için pek işe yaramıyor, bu yüzden nihayet cevaplamaya başlayabildiğimiz birçok heyecan verici açık soru var,” dedi. “Örneğin, modellerimizden bazıları bize WASP-107b gibi bir gezegenin bu asimetriye sahip olmaması gerektiğini söyledi, bu yüzden zaten yeni bir şey öğreniyoruz.”

Wisconsin-Madison Üniversitesi’nde astronomi yardımcı doçenti ve çalışmanın ortak yazarı Thomas Beatty, araştırmacıların yaklaşık yirmi yıldır dış gezegenleri incelediğini ve hem yerden hem de uzaydan yapılan çok sayıda gözlemin gökbilimcilerin dış gezegenlerin atmosferinin nasıl göründüğünü tahmin etmelerine yardımcı olduğunu söyledi.

Beatty, “Ancak bu, uzaydan iletim spektroskopisi biçiminde bu tür asimetrileri doğrudan gördüğümüz ilk sefer. Bu, gezegen dışı atmosferlerin neyden oluştuğunu anladığımız birincil yoldur. Bu gerçekten şaşırtıcı,” dedi.

Murphy ve ekibi, topladıkları gözlemsel veriler üzerinde çalışıyor ve bu asimetriyi neyin tetiklediğini anlamak için ek gözlemler de dahil olmak üzere, dış gezegende olup biteni çok daha detaylı bir şekilde incelemeyi planlıyor.

Murphy, “Neredeyse tüm dış gezegenler için, onlara doğrudan bakamıyoruz bile, bir tarafta ne olup bittiğini diğer tarafa göre bilmekten bahsetmiyorum bile,” dedi. “İlk kez, bir dış gezegenin atmosferinde neler olup bittiğine dair çok daha yerel bir görüş elde edebiliyoruz.”